JP2002517927A - 無線通信用アンテナコネクタ - Google Patents

無線通信用アンテナコネクタ

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JP2002517927A JP2000552740A JP2000552740A JP2002517927A JP 2002517927 A JP2002517927 A JP 2002517927A JP 2000552740 A JP2000552740 A JP 2000552740A JP 2000552740 A JP2000552740 A JP 2000552740A JP 2002517927 A JP2002517927 A JP 2002517927A
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Abstract

(57)【要約】 無線通信装置用アンテナコネクタ（１０）を開示する。このコネクタ（１０）はインピーダンス変成器（１１）、すなわちアンテナの信号伝送部に平らなカットアウト部（１１ａ）を形成することにより、アンテナの特性を変えることなく従来のアンテナ並列共振を直列共振に変換してアンテナのバンド幅を広げる。またこのコネクタはインピーダンス変成器の構造に応じてアンテナのバンド幅を広げ又は制御する。このコネクタは、インピーダンス変成器の大きさ及び高さを変えること、又はインピーダンス変成器のカットアウト部の表面積を変えること、又はインピーダンス変成器上に取り付けられるアンテナの巻回数を変えることにより、アンテナのバンド幅を所望のとおり簡単、容易に制御可能とする。したがって、このアンテナコネクタは様々な周波数で効果的に使用され、アンテナの中心周波数の変化を、アンテナの環境条件の変化によって起こる変化に効果的に速やかに適合させることができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ［技術分野］ 本発明は無線通信装置用アンテナコネクタに関し、特に平らなカットアウト部
を有するインピーダンス変成器を備えたアンテナコネクタに関するものであり、
このコネクタはまた、アンテナの長さ及びアンテナの巻回数に応じてアンテナす
なわちインピーダンス変成器上に取り付けられるヘリカルアンテナのバンド幅を
制御し、アンテナのバンド幅を簡単、容易に所望のとおりに制御可能にするもの
である。
【０００２】 ［背景技術］ 当技術の熟練者には周知である従来の小型無線通信装置用アンテナの信号伝送
構造は、信号が同軸ラインに直接送られるようになっている。このような信号伝
送構造は、信号が同軸ラインのプラス部分に送られるモノポール型と、信号が同
軸ラインのプラス及びマイナス部分の両方に送られるダイポール型の２つの型が
含まれる。
【０００３】 しかし、上記のアンテナ用信号伝送構造は、アンテナの信号伝送ライン間の不
均衡が生じてしまうという点が問題であり、それゆえ、実際にはアンテナのイン
ピーダンスを整合させることが困難である。またこのような信号伝送構造では、
アンテナと信号伝送ラインとの接触部分が頻繁に変えられることとなり、アンテ
ナの特性が望ましくないように変化してしまう。このことがアンテナ効率の低下
を招くこととなる。
【０００４】 図４は、米国特許Ｎｏ．４，７７２，８９５で開示された従来の広帯域ヘリカ
ルアンテナの構造を示す。上記広帯域ヘリカルアンテナは、周波数応答を広げる
ように設計されており、信号伝送部分と接地部とを含む伝送ポートを備える。上
記アンテナはまた、２つの螺旋形状の導電性要素、第１及び第２要素２００及び
４００から成っている。第１要素２００は、対向した端部を有し、第１のピッチ
及び第１の電気長（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ）を示している。第１
要素２００の一端部は伝送ポートの信号伝送部分に連結している。
【０００５】 一方、第２要素４００は、対向した端部を有し、第２のピッチ及び第２の電気
長を示している。第２要素４００は、第１要素２００の部分に同軸に巻き付けら
れている。第２要素４００の一端部は伝送ポートの接地部に連結される。第２の
ピッチは、第１のピッチのおおよそ半分に等しく、第２の電気長は第１の電気長
のおおよそ３分の１に等しい。上記アンテナはさらに、円筒形スペーサ手段３０
０から成る。上記スペーサ手段３００は、第１及び第２要素２００及び４００間
の同軸に位置し、それゆえ２つの要素２００及び４００を電気的に絶縁する。ス
ペーサ手段３００はまた充分薄く、第１要素は第２要素に緊密に連結され、第１
要素によって示される周波数応答を広げている。
【０００６】 上記広帯域ヘリカルアンテナにおいて、アンテナの内側及び外側にそれぞれ位
置する第１及び第２要素間の同軸にあるスペーサ手段が２つの要素を連結できる
ような接触手段として使用されている。しかし、上記アンテナは、従来のアンテ
ナで経験された信号伝送ライン間の不均衡が解消されるように構成されてはおら
ず、アンテナ効率が低下する。上記広帯域ヘリカルアンテナに関連する別の問題
は、小型アンテナにすることがほとんど不可能であるということである。
【０００７】 ［発明の開示］ 従って、本発明は従来技術において生じる上記問題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は無線通信装置用アンテナコネクタを提供することであり、このア
ンテナコネクタは、インピーダンス変成器すなわちアンテナの信号伝送部に平ら
なカットアウト部を形成することにより、アンテナの特性を変えることなく従来
のアンテナ並列共振を直列共振に変換してアンテナのバンド幅を広げ、またこの
アンテナコネクタは、インピーダンス変成器の大きさ及び高さを変えること、又
はインピーダンス変成器のカットアウト部の表面積を変えること、又はアンテナ
もしくはインピーダンス変成器上に取り付けられるヘリカルアンテナの巻回数を
変えることにより、アンテナのバンド幅を所望のとおり簡単、容易に制御可能と
する。
【０００８】 本発明の別の目的は無線通信装置用アンテナコネクタを提供することであり、
このアンテナコネクタは様々な周波数で効果的に使用され、アンテナの中心周波
数の変化を、アンテナの環境条件の変化によって起こる変化に効果的に速やかに
適合させることができるものである。 上記目的を達成するために、本発明は無線通信装置用アンテナコネクタを提供
するものであり、このアンテナコネクタは対向する端部から成っておりコネクタ
の一端部はアンテナと接触しインピーダンス変成器部を形成しており、他端部は
無線通信装置と嵌合する。インピーダンス変成器部は一つ以上のインピーダンス
変成器から成り、少なくとも一つのインピーダンス変成器はその中心軸に沿って
切り取られており平らなカットアウト部を有する。上記アンテナコネクタでは、
一つ以上の平らなカットアウト部が部分的もしくは全体的にインピーダンス変成
器上に形成されている。
【０００９】 縦溝がインピーダンス変成器の各々平らなカットアウト部上の中心軸に沿って
軸方向に形成されていてもよい。更に、二つ以上のカットアウト部が規則的に間
隔をあけて、インピーダンス変成器の中心軸に沿って、インピーダンス変成器上
に形成されていてもよい。上記インピーダンス変成器は、コイル状導電性ワイヤ
をインピーダンス変成器とボス部（ｌｏｃｋｉｎｇ ｂｏｓｓ）の間に位置させ
て、コネクタのボス部から分離し、インピーダンス変成器とボス部を電気的に接
続させてもよい。上記アンテナコネクタにおいて、二つのカットアウト部が一つ
の中間壁の両側に位置するようにインピーダンス変成器上に形成されてもよい。
【００１０】 ［本発明の最適な実施形態］ 図１、図２の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１から第３の実施態様
によるアンテナコネクタの斜視図である。図１に示すように、本発明の第１の実
施態様によるアンテナコネクタ１０は、ボス部（ｌｏｃｋｉｎｇ ｂｏｓｓ）１
２を備え、このボス部は送受信周波数バンドの中心周波数で共振するアンテナを
保持する。コネクタ１０はまた、接続部１３を有しており、コネクタ１０が無線
通信装置のコネクタホルダ（図示なし）と嵌合している。上記コネクタ１０はさ
らに、円筒形のインピーダンス変成器１１すなわちアンテナの信号伝送部から成
る。上記インピーダンス変成器１１はその中心軸に沿って切り取られ、従って平
らなカットアウト部１１ａを有する。
【００１１】 図２の（ａ）は本発明の第２の実施態様によるアンテナコネクタ１０を示す。
第２の実施態様のアンテナコネクタ１０において、溝１１ｂがインピーダンス変
成器１１の平らなカットアウト部１１ａ上に中心軸に沿って軸方向に形成され、
溝１１ｂはボス部１２及び接続部１３の両方に形成された穴に連通して配置付け
されている。
【００１２】 図２の（ｂ）は本発明の第３の実施態様によるアンテナコネクタ１０を示す。
第３の実施態様のアンテナコネクタ１０において、二つの平らなカットアウト部
１１ａは間隔を空けて、円筒形インピーダンス変成器１１上に形成されている。
二つのカットアウト部１１ａはそれぞれ、半円状の断面を有するスリット１４に
より形成されている。
【００１３】 本発明の上記アンテナコネクタ１０は以下の実施効果を有する。すなわち、ヘ
リカルアンテナはインピーダンス変成器１１上に取り付けられ、アンテナに接地
されており、アンテナは送受信周波数バンドの中心周波数で共振するようになっ
ている。この場合、アンテナの従来の並列共振はコネクタ１０のインピーダンス
変成器１１すなわち信号伝送部によって直列共振に変換され、従って実用的な中
心周波数でアンテナのバンド幅を広げる。
【００１４】 詳細に説明すると、アンテナの共振回路が並列共振を示す時、Ｑ値すなわち損
失リアクタンス要素か共振回路のいずれかの品質係数が実質的に増加する。この
ことにより、最終的及び実質的にアンテナのバンド幅が減少する。 しかし、上記アンテナコネクタ１０の構造が分配された整数回路（ｉｎｔｅｇ
ｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）に変換され、従って信号伝送点で観察された入力インピ
ーダンスが直列共振を示す時、広周波数帯域で所望のバンド幅を得ることが可能
である。 本発明の実施効果を証明するためになされた実験においては、ノーマルモード
ヘリカルアンテナが使用された。図５の（ａ）は、図４の従来の広帯域ヘリカル
アンテナの周波数の関数としてリターンロス（ｒｅｔｕｒｎ ｌｏｓｓ）を示す
グラフである。図４の従来のヘリカルアンテナにおいては、信号伝送構造は、Ｉ
型嵌合構造を使用し、３ｍｍの直径及び１０ｍｍの高さを有する円筒形接触部を
使用している。この場合、アンテナは図５の（ａ）に示すように、−２０ｄＢの
リターンロスで約８ＭＨｚのバンド幅を示す。
【００１５】 一方、図３の（ａ）は、本発明のコネクタ１０に使用されたアンテナの周波数
の関数としてリターンロスを示すグラフであり、アンテナの中心周波数は３１５
ＭＨｚである。本発明のコネクタ１０において、３ｍｍの直径及び１０ｍｍの高
さを有する円筒体をその中心軸に沿って切り取ることにより、インピーダンス変
成器が形成され、従って平らなカットアウト部を有する。本発明のコネクタ１０
に使用されるアンテナは、図３の（ａ）に示す通り、−２０ｄＢのリターンロス
で約２０ＭＨｚのバンド幅を示す。
【００１６】 図３の（ａ）及び図５の（ａ）に示すとおり、本発明のコネクタ１０に使用さ
れ、中心周波数３１５ＭＨｚのアンテナは中心周波数を基準として約２５０％増
加したバンド幅を有する。アンテナのバンド幅における上記と同様の増加は、こ
のようなヘリカルアンテナのみならず各種のリニアアンテナもしくはマイクロス
トリップアンテナの場合においても期待できるものである。
【００１７】 図３の（ｂ）は、本発明のコネクタ１０に使用されるアンテナの周波数の関数
として、ＶＳＷＲ及びインピーダンスデータを示すグラフであり、アンテナの中
心周波数は８５０ＭＨｚである。この場合、コネクタ１０のインピーダンス変成
器１１は５ｍｍの直径及び２ｍｍの高さを有する円筒体をその中心軸に沿って切
り取ることによって形成され、従って平らなカットアウト部１１ａを有する。図
に示すように、本発明のコネクタ１０にて使用されたアンテナの周波数バンド幅
は中心周波数８５０ＭＨｚで、７５０ＭＨｚから９５０ＭＨｚの範囲である。図
３の（ｂ）のグラフを図５の（ｂ）のグラフと比較すると、本発明のコネクタ１
０に使用されたアンテナの周波数バンド幅は、図４の従来のヘリカルアンテナよ
り広いことは明らかである。
【００１８】 更に、本発明のコネクタ１０は、以下のとおりインピーダンス変成器１１及び
／又はアンテナの寸法を変えることによりアンテナのバンド幅を制御するように
なっている。 アンテナ長さとインピーダンス変成器の直径とを変えずに、インピーダンス変
成器の高さを変えると、アンテナのバンド幅は減少する。この場合、アンテナは
低周波数において共振する。
【００１９】 一方、アンテナ長さとインピーダンス変成器の高さとを変えることなく、イン
ピーダンス変成器の直径を増加させてもアンテナのバンド幅は変わらない。この
場合、アンテナは低周波数において共振する。一方、アンテナ長さ及びインピー
ダンス変成器の高さとも変えずにインピーダンス変成器の直径を減少させると、
アンテナのバンド幅は減少し、アンテナは低周波数で共振する。 さらに、アンテナのＶＳＷＲバンド幅は、コネクタ１０のインピーダンス変成
器１１の平らなカットアウト部１１ａの表面積に応じて変化する。すなわち、イ
ンピーダンス変成器１１のカットアウト部１１ａが大きな面積を有する場合、ア
ンテナのＶＳＷＲバンド幅は減少し、アンテナの共振周波数は変わらない。しか
し、インピーダンス変成器１１のカットアウト部１１ａが小さな面積を有する場
合、アンテナのＶＳＷＲバンド幅は増大する。この場合、アンテナは高周波数側
で共振する。
【００２０】 アンテナの共振周波数とバンド幅は共に、インピーダンス変成器１１の直径と
高さとを変えることなくコネクタ１０のインピーダンス変成器１１周囲の巻回数
を変えることによって制御することが可能である。すなわち、巻回数が減少する
と、アンテナの実効長は減少しアンテナは高周波数において共振し、アンテナの
バンド幅は減少する。
【００２１】 図２（ａ）のアンテナコネクタ１０においては、アンテナの共振特性を変換す
るために設けられるものではない縦溝１１ｂがインピーダンス変成器１１の平ら
なカットアウト部の中心軸に沿って軸方向に形成されている。送受信周波数バン
ドの中心周波数で共振するようになっているアンテナは、上記インピーダンス変
成器１１の外表面と接触している。この場合、アンテナのバンド幅はアンテナの
共振特性を変えることによって制御される。この場合、アンテナの共振特性は、
インピーダンス変成器１１を通してアンテナへ信号を送るコネクタ１０の構造に
従って変わる。
【００２２】 一方、図２（ｂ）のアンテナコネクタ１０において、二つ以上のスリット１４
は規則的な間隔を空けて、円筒形インピーダンス変成器１１上に形成される。上
記コネクタ１０はインピーダンス変成器１１、すなわちアンテナの信号伝送部で
アンテナと接触するのでアンテナが所望のバンド幅を示すようになっている。 本発明において、コネクタ１０は、上記に説明した通りインピーダンス変成器
１１と一体化してもよい。代わりに、本発明のコネクタ１０がコネクタ１０のボ
ス部から電気的に分離する別のインピーダンス変成器１１を有していてもよい。
この場合、別のインピーダンス変成器１１はアンテナの中心軸に設けられ、コイ
ル状導電性ワイヤはコネクタ１０のインピーダンス変成器１１及びボス部１２の
間に位置しており、インピーダンス変成器１１をボス部１２に電気的に接続して
いる。更に代わりとして、二つのカットアウト部が一つの中間壁の両側に位置す
るように、インピーダンス変成器１１に形成されてもよい。
【００２３】 簡単に説明すると、本発明に従い、コネクタ１０のインピーダンス変成器１１
の形状と大きさを変えると、従来のアンテナ共振回路の並列共振を直列共振に変
換することができる。このようにして本発明のコネクタ１０は、中心周波数で並
列に共振する典型的なアンテナが従来期待されていたバンド幅の２，３倍に拡大
されたバンド幅を示すようになっている。本発明のコネクタ１０によってまた、
アンテナのバンド幅を所望のとおり自由に制御することができる。
【００２４】 ［産業上の利用可能性］ 上記説明のとおり、本発明は無線通信装置用アンテナコネクタを提供する。本
発明のコネクタはアンテナの特性を変えることなく、平らなカットアウト部をイ
ンピーダンス変成器、すなわちアンテナの信号伝送部に形成することにより従来
のアンテナ並列共振を直列共振に変換し、従ってアンテナのバンド幅を広げてい
る。上記コネクタはアンテナのタイプにかかわらず、インピーダンス変成器の構
造に従ってアンテナのバンド幅を制御もしくは広げるようになっている。
【００２５】 本発明のコネクタはまた、インピーダンス変成器の大きさ及び高さを変えるこ
と、又はインピーダンス変成器のカットアウト部の表面積を変えること、あるい
はアンテナ又はインピーダンス変成器上に取り付けられるヘリカルアンテナの巻
回数を変えることによってアンテナのバンド幅を簡単、容易に制御する。それゆ
え、本発明のコネクタは様々な周波数で効果的に使用され、コネクタは、アンテ
ナの中心周波数の変化がアンテナの環境条件の変化によって起こる変化に効果的
に速やかに適合可能である。
【００２６】 本発明の好ましい実施態様につき例示の目的で開示したが、これらにつき当業
界の熟練者には添付の請求項の中で開示されるような本発明の技術範囲及び思想
から逸脱することなく、様々な改良、追加、及び代替が可能である。 本発明の上記及び別の目的、特徴、並びにその他の利点につき添付の図面と共
に、以下の詳細な説明により明確化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施態様によるアンテナコネクタの斜視図である。
【図２】 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明の第２及び第３の実施態様によるアンテ
ナコネクタの斜視図である。
【図３】 （ａ）は本発明のコネクタに使用されたアンテナの周波数の関数としてリター
ンロス（ｒｅｔｕｒｎ ｌｏｓｓ）を示すグラフでアンテナの中心周波数は３１
５ＭＨｚであり、（ｂ）は本発明のコネクタに使用されたアンテナの周波数の関
数としてＶＳＷＲ及びインピーダンスデータの両方を示すグラフでアンテナの中
心周波数は８５０ＭＨｚである。
【図４】 従来の広帯域ヘリカルアンテナの斜視図である。
【図５】 （ａ）は、図４のアンテナの周波数の関数としてリターンロスを示すグラフで
あり、（ｂ）は図４のアンテナの周波数の関数としてＶＳＷＲ及びインピーダン
スデータの両方を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ アンテナコネクタ １１ インピーダンス変成器 １１ａ カットアウト部 １１ｂ 溝 １２ ボス部 １３ 接続部 １４ スリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アンテナと接触してインピーダンス変成器部を形成する一端
    部と、無線通信装置と嵌合する他端部とから成る対向する端部を備え、前記イン
    ピーダンス変成器部は一つ以上のインピーダンス変成器から成り、少なくとも一
    つのインピーダンス変成器はその中心軸に沿って切り取られて平らなカットアウ
    ト部を有する無線通信装置用アンテナコネクタ。
  2. 【請求項２】 前記インピーダンス変成器には、前記一つ以上の平らなカッ
    トアウト部が部分的または全体的に形成された請求項１記載の無線通信装置用ア
    ンテナコネクタ。
  3. 【請求項３】 前記インピーダンス変成器のそれぞれ平らなカットアウト部
    には、中心軸に沿って軸方向に溝が形成された請求項２記載の無線通信装置用ア
    ンテナコネクタ。
  4. 【請求項４】 前記インピーダンス変成器上には、規則的な間隔を空け前記
    インピーダンス変成器の中心軸に沿って二つ以上の平らなカットアウト部が形成
    された請求項１記載の無線通信装置用アンテナコネクタ。
  5. 【請求項５】 前記インピーダンス変成器をボス部と電気的に接続するよう
    にコイル状導電性ワイヤがインピーダンス変成器とボス部との間に位置して、前
    記インピーダンス変成器が前記コネクタのボス部から分離された請求項１記載の
    無線通信装置用アンテナコネクタ。
  6. 【請求項６】 前記インピーダンス変成器上には、一つの中間壁の両側に位
    置するように二つのカットアウト部が形成された、請求項１記載の無線通信装置
    用アンテナコネクタ。
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